鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范講座-ppt

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003應(yīng)用講座 xxx教授介紹內(nèi)容(1)新增條文較詳細(xì)講解(2)修改條文指明修改之處(3)強(qiáng)制條文重申重要性(4)未改條文簡(jiǎn)要概述新舊規(guī)范比較第章 軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計(jì)算5.1 軸心受力構(gòu)件5.1.1條軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度，除高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接處外，應(yīng)按下式計(jì)算(不變)：5.1.2條實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計(jì)算(不變)：式中軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類并按附錄三采用。 式中軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類并按附錄三采用。 式中軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)表5.1.2的截面分類并按附

2、錄三采用。 式中軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比l、鋼材屈服強(qiáng)度f(wàn)y和表5.1.2-1，2的截面分類并按附錄C采用。a,b,c,d四個(gè)表，按換算長(zhǎng)細(xì)比 查值 （1）原規(guī)范將t40mm的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定歸入c曲線，不確切。新規(guī)范作了專門規(guī)定，參見(jiàn)規(guī)范表5.1.2-2。（2）增加了d類截面（d曲線）。 t40mm的軸壓構(gòu)件，視截面形式和屈曲方向，有b、c、d三類。（3）截面為雙軸對(duì)稱或極對(duì)稱的構(gòu)件（彎曲失穩(wěn)或扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)）,長(zhǎng)細(xì)比取雙軸對(duì)稱十字形截面x或y取值不得小于5.07b/t，避免扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)（4）單軸對(duì)稱截面(T,L,C等)繞對(duì)稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。原規(guī)范視為彎曲失穩(wěn)歸入b曲線，或降低為c曲線

3、。新規(guī)范截面類別的劃分只考慮截面形式和殘余應(yīng)力的影響，將彎扭屈曲按彈性方法用換算長(zhǎng)細(xì)比（代替ly）等效為彎曲屈曲：式中 z扭轉(zhuǎn)屈曲換算長(zhǎng)細(xì)比 eo剪心至形心距離 io對(duì)剪心的極回轉(zhuǎn)半徑 Iw毛截面扇性慣性矩It毛截面抗扭慣性矩lw扭轉(zhuǎn)屈曲計(jì)算長(zhǎng)度，一般取lw=loy開(kāi)口截面 扇性坐標(biāo) 扇性幾何特性B扇性極點(diǎn)，Mo 扇性零點(diǎn)扇性靜矩扇性慣性積扇性慣性矩s1 截面中線總長(zhǎng)主扇性零點(diǎn)和主扇性極點(diǎn)使得扇性靜矩Sw，扇性慣性積Iwx， Iwy為零剪力中心S截面剪力流的合力作用點(diǎn)，也是主扇性極點(diǎn)和扭轉(zhuǎn)中心橫向荷載通過(guò)截面剪力中心，桿件只彎曲，不扭轉(zhuǎn)C形截面I形截面1）等邊單角鋼b/t0.54loy/b時(shí)b

4、/t0.54loy/b時(shí)對(duì)單角鋼和雙角鋼形截面新規(guī)范建議了yz的近似計(jì)算式 T形和十字形截面Iw02）等邊雙角鋼b/t0.58loy/b時(shí)b/t0.58loy/b時(shí)3）不等邊雙角鋼，長(zhǎng)邊相并b2/t0.48loy/b2時(shí)b2/t0.48loy/b2時(shí)4）不等邊雙角鋼，短邊相并b1/t0.56loy/b1時(shí)b1/t0.56loy/b1時(shí)單軸對(duì)稱壓桿繞非對(duì)稱主軸以外的任一軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算。單角鋼構(gòu)件繞平行軸（u軸）失穩(wěn)時(shí)， 按b類截面查j值，換算長(zhǎng)細(xì)比b/t0.69lou/b時(shí)b/t0.69lou/b時(shí)5.1.7條 用作減小受壓構(gòu)件自由長(zhǎng)度的支撐桿，支撐力為：（1）單根柱柱高中點(diǎn)有一道支

5、撐 Fb1=N/60支撐不在柱中央（距柱端al） 有m道間距基本相等支撐，每根撐桿軸力 （2）支撐多根柱時(shí)在柱中央附近設(shè)置一道支撐，支撐力 各柱壓力相同時(shí) 式中，n為被撐柱根數(shù)。（3）以前對(duì)支撐一般按容許長(zhǎng)細(xì)比控制截面，不計(jì)算承載力。現(xiàn)在，對(duì)支持多根柱的支撐應(yīng)注意計(jì)算其承載力。（4）當(dāng)支撐同時(shí)承受結(jié)構(gòu)上的其它作用時(shí)（如縱向剎車力），作用軸力不與支撐力疊加。5.2 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件本節(jié)作了一些局部修改：5.2.1條將取塑性發(fā)展系數(shù)x=y=1.0的條件由“直接承受動(dòng)力荷載”縮小范圍為“需要計(jì)算疲勞”的拉彎、壓彎構(gòu)件。 受壓翼緣自由外伸寬厚比 時(shí)x=1.0(1)原規(guī)范中N/NEx，N為設(shè)計(jì)值，NE

6、x為歐拉臨界荷載，按理應(yīng)將NEx除以抗力分項(xiàng)系數(shù)R，新規(guī)范將N/NEx改為N/NEx，注明NEx為參數(shù)，其值為NEX p2EA/(1.1l2x ) 。5.5.2條平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算(1)等效彎矩系數(shù)mx或tx，無(wú)橫向荷載時(shí)mx(或tx) =0.65+ 0.35M2/M1，取消“不得小于0.4”的規(guī)定。（2）分析內(nèi)力未考慮二階效應(yīng)的無(wú)支撐純框架和弱支撐框架柱mx=1.0（2）彎矩作用平面外穩(wěn)定計(jì)算式改為h為調(diào)整系數(shù)，箱形截面h=0.7，其它截面h=1.0，以避免原規(guī)范取箱形截面jb=1.4的概念不清現(xiàn)象?，F(xiàn)規(guī)范閉口截面jb=1.0規(guī)范規(guī)定 jy“按5.1.2條確定”，即表示彎矩作用于對(duì)稱軸平面的單軸

7、對(duì)稱截面, jy應(yīng)按考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的換算長(zhǎng)細(xì)比 lyz 確定，這必然增加不少計(jì)算工作量。5.3 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度和容許長(zhǎng)細(xì)比5.3.2條 有關(guān)交叉腹桿在桁架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度lo（所計(jì)算桿內(nèi)力為N，另一桿內(nèi)力為No，均為絕對(duì)值），l為節(jié)間距（交叉點(diǎn)不是節(jié)點(diǎn)）。（1）壓桿1）相交另一桿受壓，兩桿截面相同，并在交點(diǎn)處均不中斷 原規(guī)范l2）相交另一桿受壓，且另一桿在交點(diǎn)處中斷，以節(jié)點(diǎn)板搭接 原規(guī)范l 3）相交另一桿受拉，兩桿截面相同，并在交點(diǎn)處均不中斷 原規(guī)范0.5l4）相交另一桿受拉，且拉桿在交點(diǎn)處中斷，以節(jié)點(diǎn)板搭接 原規(guī)范0.7l5）相交另一桿受拉，且在交點(diǎn)處拉桿連續(xù)，壓桿中斷，以節(jié)點(diǎn)板搭接，若NoN

8、或拉桿在平面外剛度 取lo=0.5l （2）拉桿 lo=l5.3.3條 確定框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，原規(guī)范分為有側(cè)移框架（m1）和無(wú)側(cè)移框架（ m1 ）新規(guī)范確定框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)分為（1）無(wú)支撐純框架 按一階彈性分析計(jì)算內(nèi)力時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù) m1.0，按有側(cè)移框架柱的表查得 采用二階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力時(shí)，取m=1.0(每層柱頂附加假想水平力Hni)。（2）有支撐框架 強(qiáng)支撐框架支撐結(jié)構(gòu)（支撐桁架、剪力墻等）的側(cè)移剛度滿足式中 Sb產(chǎn)生單位側(cè)傾角的水平力； 第i層間所有柱分別用無(wú)側(cè)移框架柱和有側(cè)移 框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和。按無(wú)側(cè)移框架柱的表查得 弱支

9、撐框架Sb不滿足上式時(shí)，柱的穩(wěn)定系數(shù)為式中 、 分別按無(wú)側(cè)移和有側(cè)移框架柱計(jì)算長(zhǎng)度算得的穩(wěn)定系數(shù)。5.3.6條 為新增條文（1）附有搖擺柱的無(wú)支撐和弱支撐框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)應(yīng)乘以增大系數(shù)h：各框架柱軸心壓力設(shè)計(jì)值與柱子高度比值之和各搖擺柱軸心壓力設(shè)計(jì)值與柱子高度比值之和搖擺柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)m=1.0（2）當(dāng)與計(jì)算柱同層的其它柱或與計(jì)算柱連續(xù)的上下層柱的穩(wěn)定承載力有潛力時(shí)，可利用這些柱的支持作用，對(duì)計(jì)算柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)m進(jìn)行折減，提供支持作用的柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)m應(yīng)相應(yīng)增大。（3）梁與柱半剛性連接，確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)特性。5.3.8條、5.3.9條 增加對(duì)跨度等于和大于60m桁架桿件

10、的容許長(zhǎng)細(xì)比的規(guī)定，這是根據(jù)近年大跨度桁架的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作的補(bǔ)充規(guī)定：（1）受壓弦桿和端壓桿的容許長(zhǎng)細(xì)比值宜取100，其它受壓腹桿可取150（靜力或間接動(dòng)力）或120（直接動(dòng)力）。（2）受拉弦桿和腹桿的容許長(zhǎng)細(xì)比值宜取300（靜力或間接動(dòng)力）或250（直接動(dòng)力）。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）容許長(zhǎng)細(xì)比：(1)12層以下框架柱 68度 9度(2)12層以上框架柱： 6度： 7度： 8，9度：(3)12層以上支撐 6，7度： 8度： 9度：(4)12層以下支撐 6，7度：壓桿 拉桿 8，9度：壓桿 拉桿所有地區(qū)均在6度或以上，GB50017規(guī)定已被替代.4 受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定 5.4.

11、1條 軸心受壓構(gòu)件中翼緣板外伸寬度b與厚度t之比(不變) 5.4.4條 軸心受壓T形截面腹板原規(guī)范寬厚比，對(duì)剖分T型鋼太嚴(yán)，限制改為： 軸心受壓構(gòu)件和彎矩使自由邊受拉的壓彎構(gòu)件熱軋T型鋼， 焊接T型鋼， 彎矩使腹板自由邊受壓的壓彎構(gòu)件(不變)當(dāng)ao1.0時(shí)當(dāng)ao1.0時(shí)5.4.5條 (新增)圓管截面受壓構(gòu)件外徑b與壁厚t之比 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）容許寬厚比：所有地區(qū)均在6度或以上，GB50017規(guī)定已被替代第6章 疲勞計(jì)算6.1.1條 應(yīng)力變化循環(huán)次數(shù)等于或大于5104次時(shí)應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算附錄E（原附錄五）的疲勞分類表中項(xiàng)次5“梁翼緣焊縫”原規(guī)定為二級(jí)，但根據(jù)“施工驗(yàn)收規(guī)

12、范”，角焊縫因內(nèi)部探傷不準(zhǔn)確，不能達(dá)到二級(jí)。吊車梁受拉翼緣常用角焊縫，這就產(chǎn)生了矛盾?，F(xiàn)增加規(guī)定了“角焊縫，但外觀質(zhì)量符合二級(jí)”的疲勞類別。第7章 連接計(jì)算7.1 焊縫連接對(duì)接焊縫角接焊縫對(duì)接與角接組合焊縫7.1.1條 有關(guān)焊縫質(zhì)量等級(jí)的選用，是設(shè)計(jì)規(guī)范的新增條文。焊縫質(zhì)量等級(jí)是原鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ205-83首先提到的，不過(guò)它只提到一、二、三級(jí)焊縫的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并未提到何種情況需要采用何級(jí)焊縫，而GBJ17-88也沒(méi)有明確規(guī)定，導(dǎo)致一些設(shè)計(jì)人員對(duì)焊縫質(zhì)量等級(jí)提出不恰當(dāng)要求，影響工程質(zhì)量或者給施工單位造成不必要的困難。焊縫質(zhì)量等級(jí)的規(guī)定，大部份在設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)條文或表格中已有反映，但不

13、全面不集中，現(xiàn)集中為一條較為直觀明確。 （1）在需要計(jì)算疲勞結(jié)構(gòu)中的對(duì)接焊縫（包括T形對(duì)接與角接組合焊縫），橫向焊縫受拉的應(yīng)為一級(jí)，受壓的應(yīng)為二級(jí)，縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級(jí)，新規(guī)范附表E-1，項(xiàng)次2、3、4已有反映。（2）在不需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的對(duì)接焊縫應(yīng)焊透，受拉時(shí)不應(yīng)低于二級(jí)，受壓時(shí)宜為二級(jí)。因一級(jí)或二級(jí)對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度正好與母材的相等，而三級(jí)焊縫只有母材強(qiáng)度的85%。（3） 重級(jí)工作制和Q50t的中級(jí)工作制吊車梁腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的T形接頭應(yīng)予焊透，質(zhì)量等級(jí)不低于二級(jí)。本來(lái)上述焊縫處于構(gòu)件的彎曲受壓區(qū)，主要承受剪應(yīng)力和輪壓產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力，沒(méi)

14、有受到明確的拉應(yīng)力作用，按理不會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞，但由于承擔(dān)軌道偏心等帶來(lái)的不利影響，國(guó)內(nèi)外均發(fā)現(xiàn)連接及附近經(jīng)常開(kāi)裂。所以我國(guó)74規(guī)（TJ17-74）規(guī)定此種焊縫“應(yīng)予焊透”即不允許采用角焊縫；而88年規(guī)范（GBJ17-88）又補(bǔ)充規(guī)定“不低于二級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。對(duì)新規(guī)范來(lái)說(shuō)，此內(nèi)容已放在7.1.1條，故將“構(gòu)造要求”一章的這部份規(guī)定取消。（4）角焊縫以及不焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，由于內(nèi)部探傷困難，不能要求其質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)。因此對(duì)需要驗(yàn)算疲勞結(jié)構(gòu)的此種焊縫只能規(guī)定其外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合二級(jí)，此內(nèi)容在設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017疲勞計(jì)算分類表（表E-1）項(xiàng)次5中已有反映。（5）關(guān)于本條提到的“需要驗(yàn)算疲

15、勞結(jié)構(gòu)中的橫向?qū)雍缚p受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)”、“不需要計(jì)算疲勞結(jié)構(gòu)中與母材等強(qiáng)的受壓對(duì)接焊縫宜為二級(jí)”。在設(shè)計(jì)規(guī)范的其它條文中沒(méi)有提到，這是根據(jù)過(guò)去工程實(shí)踐和參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，例如美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范AWS中，對(duì)要求熔透的與母材等強(qiáng)的對(duì)接焊縫，不論承受動(dòng)力荷載或靜力載，亦不論受拉或受壓，均要求無(wú)損探傷，而我國(guó)的三級(jí)焊縫是不進(jìn)行無(wú)損探傷的。由于對(duì)接焊縫中存在很大殘余拉應(yīng)力，外壓力往往不能完全抵消此拉應(yīng)力，在某些情況（例如吊車梁上翼緣中的對(duì)接焊縫）常有偶然偏心力作用（例如吊車軌道的偏移），使名義上為受壓的焊縫受力復(fù)雜，常難免有拉應(yīng)力存在。7.1.2條和7.1.3條 原規(guī)范規(guī)定角焊縫和不加引弧板的對(duì)接焊縫

16、，每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度均采用實(shí)際長(zhǎng)度減去10mm。經(jīng)討論，此種不分焊縫大小取為定值的辦法不合理，新規(guī)范改為：對(duì)接焊縫減去2t；角焊縫減去2hf。7.1.4條 斜角角焊縫的計(jì)算兩焊腳邊夾角不等于900的角焊縫稱為斜角角焊縫，這種焊縫一般用于T形接頭中。 與原規(guī)范一樣，斜角角焊縫計(jì)算時(shí)不考慮應(yīng)力方向，任何情況都取f或（f）=1.0。這是因?yàn)橐郧皩?duì)角焊縫的試驗(yàn)研究一般都是針對(duì)直角角焊縫進(jìn)行的，對(duì)斜角角焊縫研究很少。而且，我國(guó)采用的計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化而得，不能用于斜角角焊縫。 新規(guī)范參考美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范（AWS）并與我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程進(jìn)行協(xié)調(diào)，作了下列修改：（1）規(guī)定銳角角焊縫兩焊

17、腳邊夾角600，而鈍角角焊縫1350。這表示焊腳邊夾角小于600或大于1350的焊縫不推薦用作受力焊縫。（2）原規(guī)范規(guī)定的銳角角焊縫計(jì)算厚度取he=0.7hf，比實(shí)際的喉部尺寸小，這是考慮到當(dāng)角較小時(shí)，焊縫根部不易焊滿以及在熔合線的強(qiáng)度較低這兩個(gè)因素。現(xiàn)規(guī)定600已無(wú)此問(wèn)題。因此，不論銳角和鈍角的計(jì)算厚度均統(tǒng)一取為喉部尺寸he=hfcos/2。但當(dāng)根部間隙（b、b1或b2）1.5mm，則應(yīng)考慮間隙影響，取 。 （3）新規(guī)范規(guī)定任何情況根部間隙（b、b1或b2）不得大于5mm，主要是圖a中的b1可能大于5mm。如果是這樣，可將板端切成圖b的形狀并使b5mm。對(duì)于斜T形接頭的角焊縫，在設(shè)計(jì)圖中應(yīng)繪

18、制大樣，詳細(xì)標(biāo)明兩側(cè)斜角角焊縫的焊腳尺寸。7.2 緊固件（螺栓、鉚釘?shù)龋┻B接7.2.2條（1）新規(guī)范名稱變化：高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接、承壓型連接。原規(guī)范：摩擦型高強(qiáng)度螺栓、承壓型高強(qiáng)度螺栓（2）表7.2.2-1中的抗滑移系數(shù)值作了一些修正，原規(guī)范噴砂（丸）和噴砂后生赤銹時(shí)Q345、Q390和Q420鋼的 =0.55，實(shí)際上達(dá)不到此要求，降為0.50。（3）高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P，原規(guī)范取為 式中考慮螺栓材質(zhì)的不定性系數(shù)0.9；施工時(shí)的超張拉0.9；擰緊螺帽時(shí)螺桿所受扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力影響系數(shù)1.2。由此得出的8.8級(jí)螺栓的P，使抗剪承載力有時(shí)（當(dāng)0.4時(shí)）比同直徑的粗制螺栓還低，不合理，且與薄鋼規(guī)范的規(guī)定

19、不協(xié)調(diào)，新規(guī)范改為由于高強(qiáng)度螺栓材料無(wú)明顯的屈服點(diǎn)，用抗拉強(qiáng)度f(wàn)u代替fy再補(bǔ)充一個(gè)系數(shù)0.9是適宜的。10.9級(jí)沒(méi)變，8.8級(jí)提高（70，110，135，155，205，250）（4）將同時(shí)受剪和拉力的高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的計(jì)算新規(guī)范改用相關(guān)公式表達(dá)實(shí)質(zhì)與原規(guī)范未變，由Nvb=0.9nfP和Ntb=0.8P，代入后即得原規(guī)范計(jì)算式Nv=0.9nf(P-1.25Nt),但考慮拉剪互相影響.7.2.3條（1）在桿軸方向受拉的連接中，承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算方法與普通螺栓相同。原規(guī)范為0.8P （2）取消原規(guī)范“承壓型高強(qiáng)度螺栓連接的抗剪承載力不得大于按摩擦型連接計(jì)算的1.3倍”的

20、規(guī)定。理由為，原規(guī)范的此規(guī)定是鑒于當(dāng)時(shí)使用經(jīng)驗(yàn)不足，控制一下，使承壓型在正常情況下（即荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下）不滑移。但國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有此規(guī)定，而承壓型不一定施加與摩擦型相同的預(yù)拉力，因此矛盾較多，況且現(xiàn)在已有使用經(jīng)驗(yàn)。 7.3.2條 原規(guī)范規(guī)定的計(jì)算式（7.3.2）在右側(cè)漏掉了在計(jì)算截面處緊固件數(shù)目n1，新規(guī)范已加上。另外，規(guī)范條文提出計(jì)算“翼緣與腹板連接鉚釘或摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓”，表示普通粗制螺栓和承壓型連接高強(qiáng)度螺栓不得用于此種連接，至于A、B級(jí)螺栓，由于制造費(fèi)工、裝配困難，也不推薦采用。實(shí)際上，公式（7.3.2）還應(yīng)包括翼緣板與翼緣角鋼之間的承載力計(jì)算，此時(shí)取F=0，S1為翼緣板截面對(duì)梁中和

21、軸的面積矩。7.4 梁與柱的剛性連接 在框架結(jié)構(gòu)中，梁與柱的剛性連接是很重要的節(jié)點(diǎn)。原規(guī)范沒(méi)有本節(jié)內(nèi)容，現(xiàn)參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，增加了本節(jié)。7.4.1條 規(guī)定了不設(shè)置橫向加勁肋時(shí)，對(duì)柱腹板和柱翼緣厚度的要求。 在梁的受壓翼緣處，柱腹板受有梁翼緣經(jīng)過(guò)柱翼緣傳給柱腹板的壓力，柱腹板應(yīng)滿足強(qiáng)度要求和局部穩(wěn)定要求。柱腹板的強(qiáng)度應(yīng)與梁受壓翼緣等強(qiáng)，即式中 be柱腹板計(jì)算寬度邊緣處壓應(yīng)力的假定分布長(zhǎng)度。參照梁的局部壓應(yīng)力計(jì)算式，取be=a+5hy，a為集中壓力在柱外邊緣分布長(zhǎng)度，等于梁翼緣板厚度；hy為自柱外邊緣至柱腹板計(jì)算寬度邊緣的距離； tw柱腹板厚度； fc柱腹板鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； A

22、fc梁受壓翼緣的截面積； fb梁翼緣鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。為保證柱腹板在梁受壓翼緣壓力作用下的局部穩(wěn)定，應(yīng)控制柱腹板的寬厚比，規(guī)范參考國(guó)外規(guī)定，偏安全地規(guī)定柱腹板的寬厚比應(yīng)滿足下式規(guī)定：式中 hc柱腹板的計(jì)算寬度； fyc柱腹板鋼材屈服點(diǎn)。 在梁的受拉翼緣處，計(jì)算柱的翼緣和腹板仍用等強(qiáng)度準(zhǔn)則，柱翼緣板所受拉力為：T=Aftfb 式中 Aft梁受拉翼緣截面積； fb梁鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 此拉力T由柱翼緣板三個(gè)部份共同承擔(dān)，中間部份（分布長(zhǎng)度為m）直接傳給柱腹板的力為fctbm（tb為梁翼緣厚度），余下部份由兩側(cè)各ABCD的板件承擔(dān)。根據(jù)試驗(yàn)研究，拉力在柱翼緣板的影響長(zhǎng)度p12tc，可將此受

23、力部份視為三邊固定一邊自由的板件，而在固定邊將因受彎形成塑性鉸。可用屈服線理論導(dǎo)出兩側(cè)翼緣板的承載力設(shè)計(jì)值分別為 P=c1fctc2式中c1為系數(shù)，與幾何尺寸p、h、q等有關(guān)。對(duì)實(shí)際工程中常用的H型鋼或?qū)捯砭壒ぷ咒摿汉椭?，c1=3.55.0，可偏安全地取c1=3.5。這樣柱翼緣板受拉時(shí)的總承載力為23.5fctc2+fctbm。考慮到柱翼緣板中間和兩側(cè)部份剛度不同，難以充分發(fā)揮共同工作，可乘以0.8的折減系數(shù)后再與拉力T相平衡，即 即 在上式中，括號(hào)內(nèi)第二項(xiàng) ，按統(tǒng)計(jì)分析，此項(xiàng)的最小值為0.15，以此代入，即得當(dāng)梁柱剛性連接處不滿足上述公式的要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置柱腹板的橫向加勁肋。在高層民用建筑鋼結(jié)

24、構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ99-98中規(guī)定：“框架梁與柱剛性連接時(shí)，應(yīng)在梁翼緣的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置柱的水平加勁肋（即橫向加勁肋）或隔板”。這是因?yàn)楦邔愉摻Y(jié)構(gòu)的梁、柱一般受力較大，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，沒(méi)有不需要設(shè)置柱橫向加勁肋的情況。7.4.2條 設(shè)置柱的橫向加勁肋時(shí)，柱腹板節(jié)點(diǎn)域的計(jì)算 節(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度計(jì)算在柱翼緣和橫向加勁肋為邊界的節(jié)點(diǎn)腹板區(qū)域所受的剪力:剪應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：規(guī)范規(guī)定的計(jì)算式（7.4.2-1）是在上式的基礎(chǔ)上加以調(diào)整和簡(jiǎn)化而得。a節(jié)點(diǎn)域的周邊有柱翼緣和加勁肋提供的約束，使抗剪承載力大大提高。試驗(yàn)證明，可將節(jié)點(diǎn)域抗剪強(qiáng)度提高到 。b.在節(jié)點(diǎn)域中彎矩的影響較大，剪力的影響較小。如果略去剪力項(xiàng)使算得的

25、結(jié)果偏于安全20%30%，但上式中沒(méi)有包括柱腹板所受軸壓力對(duì)抗剪強(qiáng)度的不利影響，一般柱腹板軸壓力設(shè)計(jì)值N與其屈服承載力Ny之比N/Ny20mm（ISO為t16mm，前蘇聯(lián)為25mm，建議取t20mm）的角接接頭焊縫應(yīng)采用收縮時(shí)不易引起層狀撕裂的構(gòu)造。 層狀撕裂是垂直于軋制鋼材厚度方向的一種開(kāi)裂現(xiàn)象。因?yàn)楹缚p收縮使附近金屬產(chǎn)生很大應(yīng)變和應(yīng)力集中，所以焊接接頭中很容易產(chǎn)生層狀撕裂。8.2.4條 根據(jù)美國(guó)AWS的多年經(jīng)驗(yàn)，凡不等厚（寬）焊件對(duì)焊連接時(shí)，均在較厚（寬）焊件上做成坡度不大于1/2.5（ISO為不大于1/1）的斜角。為減少加工工作量，對(duì)承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)，將原規(guī)范規(guī)定的斜角坡度不大于1/4

26、改為不大于1/2.5，而對(duì)承受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)仍為不大于1/4，不作改變。因?yàn)楦鶕?jù)我國(guó)的試驗(yàn)研究，不論改變寬度或厚度，坡度用1:81:4接頭的疲勞強(qiáng)度與等寬、等厚的情況相差不大。8.2.6條 兩焊腳邊夾角135（原規(guī)范為120）時(shí)，焊縫表面較難成型，受力狀況不良；而60的焊縫施焊條件差，根部將留有空隙和焊渣；已不能用7.1.4條的規(guī)定來(lái)計(jì)算這類斜角角焊縫的承載力，故規(guī)定這種情況只能用于不受力的構(gòu)造焊縫。但鋼管結(jié)構(gòu)有其特殊性，不在此限。8.2.7條 側(cè)面角焊縫所受的剪應(yīng)力，在彈性階段沿長(zhǎng)度的分布很不均勻，兩端大中間小。側(cè)焊縫愈長(zhǎng)，應(yīng)力集中系數(shù)（最大剪應(yīng)力f max與平均剪應(yīng)力f m與之比）愈大。由

27、于側(cè)面角焊縫有良好的塑性，在荷載作用下，只要焊縫不是過(guò)長(zhǎng)，其兩端點(diǎn)達(dá)到屈服極限以后繼續(xù)加載，應(yīng)力會(huì)逐漸拉平，直使全焊縫長(zhǎng)度同時(shí)達(dá)到強(qiáng)度極限而破壞。但是，若焊縫長(zhǎng)度很大時(shí)，也有可能端部首先破壞，中部焊縫起不到應(yīng)有的傳力作用。因此各國(guó)和地區(qū)的規(guī)范均對(duì)側(cè)面角焊縫的長(zhǎng)度提出了限制。側(cè)面角焊縫的最大長(zhǎng)度，原來(lái)對(duì)動(dòng)力荷載作用下控制較嚴(yán)（ lw40hf），后來(lái)經(jīng)過(guò)我國(guó)的試驗(yàn)研究證明，對(duì)靜載或動(dòng)載可以不加區(qū)別，統(tǒng)一取lw60hf ?，F(xiàn)在國(guó)外亦都不考慮荷載狀態(tài)的影響。8.3 螺栓連接和鉚釘連接8.3.4條 表8.3.4的修改是參考我國(guó)鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（1997年征求意見(jiàn)稿）及美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（AISC

28、1989）進(jìn)行的，修改的主要內(nèi)容及理由是：（1）原規(guī)范表中對(duì)中間排的中心間距“任意方向”涵義不清，今參照橋規(guī)明確為“沿對(duì)角線方向”，“垂直內(nèi)力方向”和“順內(nèi)力方向”的情況。（2）原規(guī)范表中的邊距區(qū)分為切割邊和軋制邊兩類，這和前蘇聯(lián)的規(guī)定相同（我國(guó)橋規(guī)亦如此）。但美國(guó)AISC卻始終區(qū)分為剪切邊（shear cut）和軋制邊或氣割（gas cut）與鋸割（saw cut）兩類。意即氣割及鋸割和軋制是屬于同一類的，從切割方法對(duì)鋼材邊緣質(zhì)量的影響來(lái)看，美國(guó)規(guī)范是比較合理的，現(xiàn)從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，將手工氣割歸于剪切這一類。8.3.6條（強(qiáng)制性條文） “對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙螺帽或其它能

29、防止螺帽松動(dòng)的有效措施?！?.3.9條（新增條文）因撬力很難精確計(jì)算，故增加了對(duì)沿桿軸方向受拉的螺栓（鉚釘）連接中的端板（法籃板）應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)剛度的構(gòu)造要求（如設(shè)置加勁肋等），以免有時(shí)撬力過(guò)大影響安全。8.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件8.4.6條 增加了腹桿與弦桿直接對(duì)焊情況下“相鄰腹桿連接角焊縫焊趾間凈距不小于5mm（鋼管結(jié)構(gòu)除外）”的規(guī)定，以利施焊且改善抗脆斷性能。鋼管結(jié)構(gòu)相貫連接節(jié)點(diǎn)處的焊縫連接另有詳細(xì)規(guī)定，故不受此限。8.4.13條 按我國(guó)習(xí)慣，柱腳錨栓不考慮承受剪力，特別是有靴梁的錨栓更不能承受剪力。但對(duì)于沒(méi)有靴梁的錨栓，國(guó)外有兩種意見(jiàn)，一種認(rèn)為可以承受剪力，另一種則不考慮。另外，在我國(guó)亦有資料建議在

30、抗震設(shè)計(jì)中可用半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法適當(dāng)考慮外露式鋼柱腳（不管有無(wú)靴梁）受壓側(cè)錨栓的抗剪作用。為此，將原規(guī)范的“不得”改為“不宜” 考慮。至于摩擦系數(shù)的取值，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已普遍采用0.4，故列入。 8.4.15條 新增“插入式柱腳”的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。當(dāng)鋼柱直接插入混凝土杯口基礎(chǔ)內(nèi)用二次澆灌層固定時(shí)，即為插入式柱腳。本條規(guī)定是參照北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院編寫的“鋼柱杯口式柱腳設(shè)計(jì)規(guī)定”提出來(lái)的，同時(shí)還參考了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程。鋼柱插入杯口的最小深度與我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（DLT50851999）”的插入深度比較接近。另外，本條規(guī)定的數(shù)值大于預(yù)制混凝土柱插入杯口的深度，這是合適的。對(duì)

31、雙肢柱的插入深度，北鋼院原取為（1/31/2）hc。而混凝土雙肢柱為（1/32/3）hc，并說(shuō)明當(dāng)柱安裝采用纜繩固定時(shí)才用1/3 hc。為安全計(jì)，本條將最小插入深度改為0.5 hc 。8.4.16條 新增“埋入式柱腳” 和“外包式柱腳”的有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。將鋼柱直接埋入混凝土構(gòu)件（如地下室墻、基礎(chǔ)梁等）中的柱腳稱為埋入式柱腳，而將鋼柱置于混凝土構(gòu)件上又伸出鋼筋在鋼柱四周外包一段鋼筋混凝土者為外包式柱腳，亦稱為非埋入式柱腳。規(guī)定了保護(hù)層厚度，栓釘直徑和間距。本條規(guī)定參照了“高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”（JGJ9998）以及冶金部鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（YB908297）中相類似的構(gòu)造要求。關(guān)于對(duì)埋入

32、深度或外包高度的要求，高鋼規(guī)程中規(guī)定為柱截面高度的23倍（大于插入式柱腳的插入深度），是引用日本的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)抗震有利。而在鋼骨混凝土規(guī)程中對(duì)此沒(méi)有提出要求。因此，本條沒(méi)有對(duì)埋深或外包高度提出具體要求。8.5 對(duì)吊車梁和吊車桁架（或類似結(jié)構(gòu)）的要求8.5.6條 對(duì)原規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充和修改的內(nèi)容為：（1）明確規(guī)定了支座加勁肋和中間橫向加勁肋的配置方式和構(gòu)造要求； （2）參照前蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定了橫向加勁肋的寬度不宜小于90mm。8.5.12條 焊接吊車長(zhǎng)軌要保證軌道在溫度作有下能沿縱向伸縮，同時(shí)不損傷固定件，日本在鋼軌固定件與軌道間留有約1mm空隙，西德經(jīng)驗(yàn)約為2mm，我國(guó)使用的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)留有一定空隙（1mm

33、）。8.6 大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)本節(jié)是新增加的內(nèi)容，是我國(guó)大跨度房屋結(jié)構(gòu)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。8.6.1條明確定義跨度L60m的屋蓋為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)。8.6.2條 重點(diǎn)介紹了大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，其它結(jié)構(gòu)形式（如空間結(jié)構(gòu)，拱形結(jié)構(gòu)等）見(jiàn)專門的設(shè)計(jì)規(guī)程或有關(guān)資料。8.6.3條 大跨度結(jié)構(gòu)的變形限制8.7 提高寒冷地區(qū)結(jié)構(gòu)抗脆斷能力的要求本節(jié)是新增加的內(nèi)容，是為了使設(shè)計(jì)人員重視鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆斷（特別是寒冷地區(qū)）而提出來(lái)的。內(nèi)容主要來(lái)自前蘇聯(lián)的資料，同時(shí)亦參考了其它國(guó)內(nèi)外的有關(guān)資料。這些資料在定量的規(guī)定上差別較大，很難直接引用，但在定性方面即概念設(shè)計(jì)中卻有一些共同規(guī)律可供今后設(shè)計(jì)中參照： （1）鋼結(jié)構(gòu)的抗

34、脆斷性能與環(huán)境溫度、結(jié)構(gòu)型式、鋼材厚度、應(yīng)力特征、鋼材性能、加荷速率以及重要性（破壞后果）等多種因素有關(guān)。工作溫度愈低、鋼材愈厚、名義拉應(yīng)力愈大、應(yīng)力集中及焊殘余應(yīng)力愈高（特別是有多向拉應(yīng)力存在時(shí)）、鋼材韌性愈差、加荷速率愈快的結(jié)構(gòu)愈容易發(fā)生脆斷。重要性愈大的結(jié)構(gòu)對(duì)抗脆斷性能的要求亦愈高。 （2）鋼材在相應(yīng)試驗(yàn)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)目前仍被視作鋼材抗脆斷性能的主要指標(biāo)。（3）對(duì)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的要求比碳素結(jié)構(gòu)鋼嚴(yán)，如最大使用厚度更小，沖擊試驗(yàn)溫度更低等，而且鋼材強(qiáng)度愈高，要求愈嚴(yán)。至于鋼材厚度與結(jié)構(gòu)抗脆斷性能在定量上的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外均有研究，有的已在規(guī)范中根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同工作條件對(duì)不同牌號(hào)的鋼材規(guī)

35、定了最大使用厚度。但由于我們對(duì)國(guó)產(chǎn)建筑鋼材在不同工作條件下的脆斷問(wèn)題還缺乏深入研究，故這次修訂時(shí)尚無(wú)法對(duì)我國(guó)鋼材的最大使用厚度作出具體規(guī)定，只能參照國(guó)外資料在構(gòu)造上作出一些規(guī)定以提高結(jié)構(gòu)的抗脆斷能力。8.7.1條 根據(jù)前蘇聯(lián)對(duì)脆斷事故調(diào)查的結(jié)果，格構(gòu)式桁架結(jié)構(gòu)占事故總數(shù)的48，而梁結(jié)構(gòu)僅占18，板結(jié)構(gòu)占34，可見(jiàn)桁架結(jié)構(gòu)容易發(fā)生脆斷。但從我國(guó)的調(diào)研結(jié)果看，脆斷情況并不嚴(yán)重，故規(guī)定在工作溫度T30的地區(qū)的焊接結(jié)構(gòu)建議采用較薄的組成板件。8.7.2條規(guī)定在T20的地區(qū)構(gòu)造要求8.7.2條規(guī)定在T20的地區(qū)施工要求8.9 防護(hù)和隔熱因?yàn)檠a(bǔ)充考慮了防火問(wèn)題，故將原標(biāo)題“防銹和隔熱”改為“防護(hù)和隔熱”。同時(shí)增加了對(duì)除銹等級(jí)、防腐蝕設(shè)計(jì)和防火設(shè)計(jì)的條文。除銹等級(jí)與涂料品種有關(guān)，詳見(jiàn)工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50046）。8.9.2條 設(shè)計(jì)使用年限大于或等于25年的建筑物（原規(guī)范為受浸蝕介質(zhì)作用的結(jié)構(gòu)），對(duì)使用期間不能重新油漆的結(jié)構(gòu)部位應(yīng)采取特殊的防銹措施。 8.9.3條（強(qiáng)制條文）柱腳在地面以下的部分應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土包裹（保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm），并應(yīng)使包裹的混凝土高出地面約